后续,天舟三号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。这是我国载人航天工程的第20次发射任务,也是长征系列运载火箭的第389次飞行。
伴随着一阵山呼海啸般的巨响,长征七号遥四运载火箭托举着天舟三号货运飞船成功发射升空。距天舟二号货运飞船发射3个多月后,天舟“兄弟”再次出征,为天和核心舱送上第二件“包裹”,也是一份中秋“大礼包”,这份礼包将为后续空间站航天员补给工作生活所需的各类物资。
“咚咚”,天和核心舱,您的太空中秋礼包来了!
天舟三号货物装载密度更大,安装效率更高
货运飞船主要任务是为空间站运输、存贮货物,运输、补加推进剂,并将废弃物收集、存放,带回大气层销毁。作为空间站关键技术验证及建造阶段的第二次货物运输应用性飞行,天舟三号此行也不例外。
在中秋佳节来临之际,天舟三号送上的这份“惊喜礼包”中,运载了可支持3名航天员6个月的在轨驻留物资、空间站备份设备、空间科学载荷等货物,还携带了补加推进剂等上行物资,在停靠期间还具备并网供电能力,可以为空间站提供供电支持。
航天科技集团有限公司第五研究院、天舟三号货运飞船总指挥助理邓凯文介绍,在充分继承天舟二号货运飞船研制和飞行成果基础上,天舟三号货运飞船还开展了系统优化设计,简化平台配置,提高运输效率,推动元器件自主可控;并针对空间站关键技术验证和建造阶段整个研制任务存在发射密度高、发射场飞控多线并行等特点,货运飞船系统采用了组批生产模式进行研制,“相比天舟二号,天舟三号货物装载的密度更大了,货物在发射场安装的效率更高了”。
“天眼”护“天舟”,中国航天科工确保飞行任务“看得见、听得清”
天舟三号升空,位于海南文昌发射场的两部固定式脉冲测量雷达,是观测的第一双“眼”。这两部由中国航天科工二院23所研制的测量雷达,主要用于运载火箭发射上升段的外弹道测量,为发射场指控中心实时提供火箭距离、方位、俯仰等精确坐标信息和径向速度数据,一旦火箭飞行出现偏移轨道的状况,即刻就能发现。点火后的数分钟内,雷达屏幕上一个小点跳动闪耀,画出线条,记录天舟三号平稳奔向大气层。
飞船在发射和飞行过程中温度变化大、机械冲击大,加上太空环境复杂,这意味着对晶体元器件的可靠性和稳定性的要求非常高。为确保航天飞行任务能够“看得见、听得清”,专家表示,二院203所研制了一系列优质晶体元器件产品。
图为203所晶体元器件技能人员正在千级超净间开展生产作业,这种洁净的环境可以有效避免产品的污染和优化产品的老化率,使得加工出来的晶体元器件性能更好,可靠性更高。中国航天科工二院供图
作为空间站任务的关键部件,晶体元器件利用石英晶体的压电效应和频率特性,像脉搏一样不停跳动,从而产生稳定的频率信号,为运载火箭的发射、测控、通信以及飞船在轨飞行、交会对接、返回地面等过程提供了稳定的时间频率基准,保障飞行状态全程可控。此外,三院33所研制的石英挠性加速度计还能在太空微重力环境下提供精准的加速度测量,帮助飞行器精准调姿。
中国电科搭建天地“高速公路”,全流程“物流”监控
上天无小事,安全可靠是第一要务。为搭建的天地信息传输“高速公路”,中国电科针对卫星通信系统进行了全新升级:在多地新建了卫通站,并对现有卫星通信设备进行升级改造,用自主研制生产的大功率功放和高速调制解调器,大幅提升了卫通站的传输能力,增强了对任务数据传输的保障。
太阳电池阵作为航天飞行器的飞行“翅膀”,能量充沛、安全稳定是核心。针对天舟三号货运飞船的“大体格”,中国电科采用了国内独创的半刚性太阳电池阵技术,创新研发了太阳电池阵组装技术,不仅大幅提高了性能,还降低了太阳电池阵的工作温度。
在运送过程中,为了实时监控“快递员”的运送轨迹,中国电科为火箭发射、飞行器入轨、交会对接等全过程,提供了多种类的核心器件——
火箭在发射阶段具有一定的风险,也直接关系到整个航天发射过程的成败。中国电科研制的地面安全遥控系统(简称“安控系统”)和遥测雷达就犹如给火箭发射增添“安全锁”,确保发射万无一失。一旦飞行出现异常,安控设备将通过发送特殊指令启动自毁装置,最大程度避免火箭坠地造成的危害。中国电科研制的雷达遥测综合测量系统是国内首部大口径雷达遥测一体化系统,该雷达突破了多项关键技术,技术水平国内领先。
在运载火箭送飞行器入轨的过程中,多型号统一测控系统、遥测系统、系列测控通信设备,编织成高效可靠的“空-地信息高速公路网”,通过接收和发送指令,精确测量火箭和飞行器的速度、距离、飞行姿态和角度,为火箭发射和天舟三号成功入轨提供精确数据,控制飞行器按照预定轨迹飞行。
对交会对接过程中进行地面控制及综合展示,中国电科配备的三维综合立体显示系统,通过三维可视化技术,展示实际任务的整体流程和实时场景,使任务过程更加直观可控,方便地面指挥中心对在轨飞行及交汇对接进行控制,为任务执行提供有效依据。